Sluiterhoek begrijpen:film en video uitgelegd

In een notendop

• De sluiterhoek beschrijft de sluitertijd in relatie tot de framesnelheid.
• We kiezen verschillende framerates voor film en video vanwege de effecten die het gevolg zijn van hoge en lage fps.
• Bepaalde sluiterengelen creëren specifieke stemmingen en tonen voor opnamen.

Als filmterm verwijst sluiterhoek naar de basisfunctie van op film gebaseerde filmcamera's. Om uit te leggen wat een sluiterhoek is, moeten we eerst de werking van het op film gebaseerde camerasysteem bespreken. Traditionele filmcamera's maken beelden met behulp van fotografische emulsie als opnamemedium, en hiervoor is een sluitermechanisme nodig om de belichtingstijd te regelen. Er bestaat een fundamentele correlatie tussen de framesnelheid en de rotatiesnelheid van de spiegelsluiter van een camera. Het is belangrijk op te merken dat een groot deel van de manier waarop een hedendaagse digitale filmcamera werkt voortkomt uit de rudimentaire functie van filmcamera's en hun filmtransportsystemen.

De mechanismen

Er zijn vier essentiële componenten van een filmtransportsysteem in traditionele bioscoopcamera's:een beweging, een poort en een roterende sluiter met een roterende spiegel. Elk van deze componenten moet synchroon functioneren terwijl de film door de camera beweegt. Zijn reis voert hem van het filmtijdschrift door de poort, waar hij wordt blootgesteld aan licht. Vervolgens wordt de film weer in het magazijn verzameld om te worden verwijderd.

Het uurwerk bestaat uit een motortransportsysteem dat gebruik maakt van een reeks tandwielen op een trommelsysteem. Deze trommel duwt of trekt effectief een lading film door de camera (over de poort ⁠), een rechthoekige opening die film aan licht blootstelt.

De camera gebruikt een roterende sluiter om het interval te regelen waarmee licht op de film kan vallen wanneer deze door de open poort beweegt. Beschouw de sluiter als een schijf, zoals een taart met een uitgesneden plak. Dat stukje kan in grootte worden aangepast. Hoe groter het segment, hoe meer tijd het licht heeft om tijdens de belichting op het filmvlak te vallen. De sluiter moet zo worden getimed dat, telkens wanneer een nieuw filmframe in de poort wordt gepresenteerd, de belichting in een fractie van een seconde plaatsvindt. Op dit moment beweegt een nieuw frame de poort binnen, terwijl het vorige frame de rest van de beweging doorloopt in de richting van de opwikkelspoel in het magazijn. Projectoren implementeren een soortgelijk proces bij het projecteren van een film, alleen zendt het licht uit in plaats van het op te vangen.

In het interval, terwijl de sluiter in en uit positie draait, waardoor elk nieuw frame wordt belicht, zorgt een roterende spiegel, die synchroon met de sluiter beweegt, voor directe weergave van het beeld door de lens via een straalsplitser. Terwijl de spiegel afwisselt met de sluiter, lijkt het beeld te flikkeren in het kijksysteem van de filmcamera.

De frequentie van de flikkering heeft betrekking op de snelheid waarmee elk frame in positie wordt gebracht, belicht of geprojecteerd en vervolgens op een haspel door het systeem wordt voortbewogen. Deze persistentie van visie zorgt voor de filmachtige kwaliteit die wordt gedemonstreerd door digitale bioscoopcamera's die videobeelden vastleggen via 24p.

Standaard sluiterhoeken

De framesnelheid is het getimede interval dat de film door de poort transporteert. We gebruiken twee primaire framesnelheden bij het opnemen met film of digitale video. Filmcamera's nemen traditioneel op met een snelheid van 24 frames per seconde (fps). In dit tempo neemt het menselijk oog beweging waar in een snelle opeenvolging van individuele beelden die op een scherm worden geprojecteerd. De beweging van het onderwerp lijkt normaal, met een minimum aan beeldonscherpte, terwijl de lipflap lijkt overeen te komen met het geluid dat we bij de beelden horen. Videosystemen nemen op en spelen af ​​met een iets snellere 30 fps. Dit houdt verband met de veldscansnelheid van televisie, die plaatsvindt in oneven en even lijnenige intervallen binnen 1/60 seconde. Deze veldopnametechniek staat bekend als interlacing.

In elke omstandigheid wordt een sluiterhoek geassocieerd met de gegeven fps. Bij 24 beelden per seconde is de standaard sluiterhoek voor filmcamera's 172,8 graden, wat betreft rotatie. Bij 30 fps is de bijbehorende sluiterhoek voor videoweergave 180 graden. Omdat het verschil in belichtingscompensatie tussen de twee hoeken zo minimaal is, wordt de instelling van 180 graden als normaal beschouwd en vaak door elkaar gebruikt tussen de twee framesnelheden.

Effectieve sluitertijd

Gegeven de framesnelheid en de rotatie van het spiegel/sluitersamenstel, kunnen we de effectieve sluitertijd afleiden. Omdat het mechanisme twee voorwaarden kent (open en gesloten) die gelijkelijk zijn verdeeld, wordt de effectieve sluitertijd een factor van tweemaal de framesnelheid. In wezen komt de effectieve sluitertijd van onze camera bij 24 fps overeen met 1/48 seconde in combinatie met een sluiterhoek van 180 graden. Bij 30 fps is de effectieve sluitertijd 1/60 seconde. Bij deze snelheden kan een passende hoeveelheid inherente beweging worden bevroren, met een minimale hoeveelheid beeldvervaging. Dit gebeurt wanneer een onderwerp beweegt in samenhang met het openen en sluiten van de sluiter tijdens de belichting. Fotografen moeten bijzondere aandacht besteden aan dit principe, omdat het dicteert hoe duidelijk een onderwerp verschijnt in een enkel vastgelegd beeld terwijl dat onderwerp in beweging is. Hoe sneller de sluitertijd, hoe duidelijker het bewegende onderwerp verschijnt.

Hoe zit het met verschillende framesnelheden?

We kiezen dus verschillende framesnelheden voor film en video vanwege de effecten die het gevolg zijn van hoge en lage fps bij weergave op standaardsnelheden. Opnamen met een hoge framesnelheid lijken vertraagd wanneer ze worden afgespeeld. Dit komt omdat de camera beelden vastlegt met snelheden die dubbel, drievoudig of hoger zijn dan de normale 24 fps. Bij opnamesnelheden van 48 frames per seconde en hoger worden beelden vertraagd bij weergave in 24p. Omgekeerd zullen beelden opgenomen met een snelheid lager dan 24p resulteren in overdreven bewegingen die sneller lijken dan normaal wanneer ze worden afgespeeld met 24p. Bij een sluiterhoek van 180 graden bedraagt ​​de effectieve sluitertijd bij 48 fps 1/96 seconde. Bij 60 fps is de effectieve sluitertijd 1/120 seconde. Bij 100 fps wordt de effectieve snelheid 1/200 seconde.

De effectieve sluitertijd kan worden berekend met behulp van de volgende formule:

De framesnelheid vermenigvuldigd met 360, gedeeld door de hoek in graden, is gelijk aan de effectieve sluitertijd.

Geschreven als: (FPS X 360) / SA =ESS

Als we bijvoorbeeld een aantal cijfers invoeren, zien we de relatie.

• (24 FPS X 360) / 180 graden =1/48 seconde
• (48 FPS X 360) / 180 graden =1/96 seconde
• (60 FPS X 360) / 180 graden =1/120 seconde
• (120 FPS X 360) / 180 graden =1/240 seconde

Om ervoor te zorgen dat de sluiterschijf in elk van de bovenstaande situaties vrij is van de poort voor belichting bij hoge framesnelheden, moet deze synchroon zijn met de fps. Dus hoe hoger de effectieve sluitertijd.

Speciale overwegingen voor speciale effecten

Is de sluiterhoek van belang bij het fotograferen met een groen scherm? Typische bewegingsonscherpte kan hoofdpijn veroorzaken voor VFX-artiesten die chromakey-vervangingen uitvoeren. Onder deze omstandigheden helpt een scherper beeld om een ​​schoner mat resultaat te verkrijgen. Hoge effectieve sluitertijden bevriezen meer bewegingen van het onderwerp, waardoor beeldonscherpte rond de randen van elementen wordt verminderd.

Praktische toepassingen

Wanneer beeldonscherpte moet worden beperkt – zoals bij het fotograferen van green screen-elementen – maar de framesnelheid ter wille van de geluidsopname op 24 fps blijft, hoe berekenen we dan de benodigde sluiterhoek?

We kunnen de sluiterhoek berekenen met de volgende formule:

De framesnelheid van het project, maal 360 en vervolgens gedeeld door de sluitertijd, is gelijk aan de nieuwe hoek.

Met andere woorden: (PFR X 360) / ESS =Hoek

Laten we wat snellere sluitertijden gebruiken om actie vast te leggen.

• (24 X 360) / (1/48) =180 graden
• (24 X 360) / (1/60) =144 graden
• (24 X 360) / (1/96) =90 graden

Met deze methode kunnen we beweging beter bevriezen voor het snijden in onze platen. Er is echter een voorbehoud waarmee rekening moet worden gehouden. Bij kleinere sluiterhoeken kan een bewegend onderwerp op het scherm schokkerig lijken. Dit is het stroboscoopeffect en kan zeer verontrustend zijn voor het publiek. Kies daarom voorzichtig voor smalle, smalle sluiterhoeken.

Magere sluiterhoektoepassingen

Het stroboscoopfenomeen kan een effectief hulpmiddel zijn om stemmingen of tonen zoals adrenaline te impliceren. De D-Day-scène uit “Saving Private Ryan” (1998) maakt effectief gebruik van het effect. Regisseur Steven Spielberg en cameraman Janusz Kaminski gebruikten het ‘magere’ sluitereffect om de gevoelens van angst, angst en adrenaline te accentueren die soldaten ervoeren tijdens de invasie van Normandië in de Tweede Wereldoorlog.

De sluiter slepen

Als een snellere sluitertijd voortkomt uit een smalle sluiterhoek, dan is het tegenovergestelde ook waar. Bij grotere sluiterhoeken worden de effectieve sluitertijden langzamer. Dit resulteert in een dromerige of vlekkerige uitstraling bij bewegende beelden binnen het frame. Fotografen noemen dit het ‘slepen’ van de sluiter. Bewegende objecten zullen dramatisch vervagen met betrekking tot hun schijnbare beweging. Een klassiek voorbeeld hiervan is de scène uit Wong Kar-wai’s “Chungking Express” (1994), waarin de held zijn tegenstander achtervolgt door een drukke Chinese markt.

De elektronische bioscoopcorrelatie

De term elektronische sluiter beschrijft het elektronische proces voor het regelen van de belichtingstijd in een digitale bioscoopcamera met behulp van een CMOS-beeldsensor. Veel moderne digitale bioscoopcamera's kunnen het equivalent van een elektronische sluiterhoek aanpassen. In typische gevallen heeft de camera geen daadwerkelijke roterende mechanische sluiter. In plaats daarvan regelt de aanpassing de hoeveelheid tijd dat de elektronische beeldsensor wordt bekrachtigd met het licht van een belichting voor het opnemen van video. Omdat het niet nodig is om de film mechanisch door te voeren in een videocamera, kan de sluiter worden aangepast naar volledig open (360 graden) om de hele intervalperiode open te blijven. Op deze manier kunnen we de elektronische sluiterhoek gebruiken als belichtingsbalanceringsoptie buiten de traditionele variabelen F-stop en ISO die worden beschreven in de belichtingsdriehoek.